Biološko razgradljiv material
Koncept:Razgradljivi materiali se nanašajo na dodajanje nekaterih dodatkov za spodbujanje njihove funkcije razgradnje ali sintetiziranje materialov z razgradljivimi lastnostmi ali materialov iz obnovljivih naravnih surovin, ki lahko ustrezajo prvotni uporabi med uporabo in obdobjem skladiščenja ter po uporabi pod določenimi pogoji. V okolju se lahko kemijska struktura v kratkem času bistveno spremeni, kar povzroči izgubo nekaterih lastnosti.
Razvrstitev:Trenutno lahko glede na objektivne pogoje ali mehanizme, ki povzročajo razgradnjo, razgradljive materiale približno delimo na: biorazgradljive materiale, fotodegradivne materiale, oksidativno razgradljive materiale. Hidrolitično razgrajeni materiali. Okolju razgradljivi materiali in uničujoči biorazgradljivi materiali itd. Lahko jih kombiniramo v razgradljive materiale z boljšo zmogljivostjo, kot so lahki / biorazgradljivi materiali.
1 Biološko razgradljivi materialiBiorazgradljivi materiali, ki jih sintetizirajo mikroorganizmi, imenovani biomateriali, vključno z biopoliestrom, biocelulozo, polisaharidi in poliamino kislinami, so vrsta materialov, ki jih mikroorganizmi v naravi lahko popolnoma razgradijo. Živalske in rastlinske maščobe ali glikogen, shranjeni v mikroorganizmih, so vrsta alifatskega poliestra, imenovanega biopoliester, ki je hranilna snov za mikroorganizme. Kadar ni vira ogljika, se ti poliestri lahko razgradijo v acetilne koencime kot energijo za življenjske dejavnosti.
Polilaktična kislina (PLA), znana tudi kot polilaktid, se kemično sintetizira z uporabo mlečne kisline, produkta mikrobne fermentacije, kot monomer. Po uporabi se lahko samodejno razgradi in ne bo onesnažil okolja. Polilaktično kislino lahko predelamo v vlakna in filme z odličnimi mehanskimi lastnostmi, njena trdnost pa je približno enaka najlonskim in poliestrskim vlaknom. Polilaktična kislina se lahko v telesu hidrolizira v mlečno kislino in ocetno kislino, encimi pa jo presnovijo v CO2 in H2O, zato jo lahko uporabimo kot medicinski material. Japonska in ZDA so z materiali iz mlečne kisline obdelale kirurške šive, umetne kosti in umetne kože. Polilaktična kislina se uporablja tudi pri proizvodnji embalažne embalaže, kmetijske zastirke, športnih oblačil in posteljnine.
Fotorazgradljivi materiali
Fotorazgradljivi materiali se nanašajo na materiale, ki se lahko razgradijo pod svetlobo. .
Primeri foto razgradljivih materialov: Glede na način izdelave lahko foto razgradljive materiale razdelimo na sintetične razgradljive materiale in aditivne razgradljive materiale.
(1) Sintetično razgradljiv materialza fotodegradacijo etilen / ogljikov monoksid (E / CO) je značilna cepitev glavne verige. Hitrost fotodegradacije in stopnja E / CO sta povezana s količino ketonskih skupin, ki jih vsebuje veriga. Večja je vsebnost, hitrejša je hitrost razgradnje in večja je stopnja. Znanstveniki iz ameriškega Teksasa so izvedli poskuse izpostavljenosti na prostem E / CO. Junija, ko je sonce polno, se lahko E / CO razgradi najpozneje v nekaj dneh. B. Vinil / vinil ketonski kopolimer (Ecolyte) Ketonska skupina na stranski verigi molekule Ecolyte se lahko razgradi pod vplivom naravne svetlobe. Zmogljivost fotorazgradnje Ecolyte&# 39 je boljša od E / CO, vendar so tudi stroški višji. Pomanjkljivost te vrste polimerov je, da se začne razgrajevati, ko je izpostavljena svetlobi, in indukcijskega obdobja skoraj ni. Za prilagoditev indukcijskega obdobja je treba dodati antioksidante.
(2) Aditivni fotorazgradljivi materiali
Dodatek fotodegradabilnega materiala je dodati polimeru majhno količino fotosenzibilizatorja. Pri nizki koncentraciji je katalizator razgradnje fotooksidacije, ki reagira s sevanjem sončne svetlobe (ultravijolična svetloba), da razbije poliolefinski polimer. Z dodajanjem ketonov, aminov in drugih fotosenzibilizatorjev PE, PP in drugim polimerom lahko dosežemo boljšo fotorazgradljivost.
Značilnosti te vrste polimerov: stroški aditivnih fotodegradabilnih materialov so nizki, postopek izdelave preprost in učinek prekrivanja zastirke boljši. Njegove degradacijske značilnosti pa so, da je izpostavljena površina razmeroma popolnoma degradirana, del, pokopan v tleh, pa slabo degradiran. Obdobje indukcije razgradnje takšnih fotorazgradljivih materialov je mogoče nadzorovati več kot dva meseca. Toda obvladljivost časa razgradnje je slaba.
Oksidativni razgradni materiali: razred materialov, ki se razgradijo z oksidacijo;
Materiali za hidrolitsko razgradnjo: razred materialov, razgrajenih s hidrolizo;
Okolju razgradljivi materiali: razred materialov, ki se razkrojijo s skupnim delovanjem svetlobe, toplote, vode, kisika, onesnaževal, mikroorganizmov, žuželk, vetra, peska, dežja itd. In mehanskih sil, kadar so izpostavljeni okoljskim razmeram. So razgradljivi materiali. Skupaj.
Destruktivni biorazgradljivi materiali: Trenutno med uničujoče biološko razgradljive materiale v glavnem spada polietilen PE, modificiran (ali napolnjen), polipropilen PP, polivinilklorid PVC, polistiren PS itd.
Razvojne možnosti: Raziskave in uporaba razgradljivih embalažnih materialov se hitro razvijajo. Ko cene energije naraščajo in okoljske težave postajajo vse bolj vidne, nadomeščanje tradicionalnih naftnih derivatov z razgradljivimi materiali po vsem svetu kaže postopno pospeševanje. Vlada naj bi se povečala Ustrezne preferencialne politike in zakoni in predpisi so bili izdani za spodbujanje tržnih aplikacij. Možnosti obsežne uporabe razgradljivih materialov so optimistične.